德國(guó)HEIDENHAIN光柵尺測(cè)量方式與故障解決
HEIDENHAIN光柵尺在日常的工作中，很多用戶朋友打電話過(guò)來(lái)反應(yīng)數(shù)顯產(chǎn)品有問(wèn)題、有故障，需要上門(mén)解決。在與他們進(jìn)行了簡(jiǎn)單的溝通之后，發(fā)現(xiàn)有的其實(shí)只是用戶對(duì)產(chǎn)品不太了解，設(shè)置出了問(wèn)題或者是其他簡(jiǎn)單的情況。前兩天有個(gè)用戶打電話過(guò)來(lái)，說(shuō)我有數(shù)顯怎么不準(zhǔn)確了，問(wèn)怎么不準(zhǔn)確了？才發(fā)現(xiàn)當(dāng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)10mm，數(shù)顯表才變化5mm，我懷疑是他分辨率可能在無(wú)意中被操作工人改動(dòng)了，讓他改回來(lái)，果然問(wèn)題解決！因此在這里向大家介紹一些光柵尺的簡(jiǎn)單故障及應(yīng)急處理辦法，不太了解數(shù)顯的朋友可以在我們的數(shù)顯出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，可以簡(jiǎn)單的進(jìn)行一些判斷，進(jìn)而進(jìn)行有目的的處理。
1、光柵尺故障絕大多數(shù)問(wèn)題出在讀數(shù)頭上。首先是元件老化造成的失效，其次因其是運(yùn)動(dòng)部件，很可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)械磨損或部件脫落現(xiàn)象。
2、不要試圖用任何東西清理讀數(shù)頭上的光學(xué)器件，尤其是有機(jī)溶劑，可能會(huì)加劇電路板老化并破壞透鏡上的鍍膜涂料。
3、光柵尺本體也是可能出現(xiàn)問(wèn)題的，光柵尺本體有一根作為基準(zhǔn)光柵的光柵玻璃，其是有刻度的，如果安裝不到位的話，比如水平和垂直誤差過(guò)大，時(shí)間久了后，光柵玻璃的精度會(huì)喪失。而且光柵玻璃也有可能斷裂或者缺口，如果出現(xiàn)斷裂，如果斷裂部分在光柵尺用不到的頂部，還是可以用的，如果在*位置，必須要更換新尺。尺子本體內(nèi)部進(jìn)雜物如鐵屑等臟物時(shí)，也會(huì)造成讀數(shù)不準(zhǔn)備，
4、每安裝一把光柵尺，必須要對(duì)其尺子本體進(jìn)行打表，有兩個(gè)面，水平面和垂直面都要打，短尺控制在10絲以內(nèi)，長(zhǎng)尺控制在20絲以內(nèi)。如果打表不準(zhǔn)確的話，不但可能會(huì)影響尺子的精度，甚至?xí)绊懗咦拥氖褂脡勖?br />5、維修光柵尺是一項(xiàng)細(xì)致的工作，要事先做好一切準(zhǔn)備，包括技術(shù)咨詢、元器件的選型配備、維修中的輕拿輕放、避免污染等都要注意，真正稱得上是一件細(xì)節(jié)決定成敗的工作。
光柵尺讀數(shù)是否準(zhǔn)確的一個(gè)簡(jiǎn)單簡(jiǎn)便的方法就是看光柵尺的反復(fù)走數(shù)能否歸零。如果光柵尺的刻度均勻，則重復(fù)走數(shù)可以正常歸零，則似乎可以斷定這支光柵尺的讀數(shù)是準(zhǔn)確的。
方法如下：先把讀數(shù)頭移到尺子的任意一頭，并且是盡頭。然后歸零數(shù)顯表。然后把讀數(shù)頭移動(dòng)任意的行程，然后再返回初始位移。這時(shí)看數(shù)顯表是不是讀數(shù)為零。重復(fù)幾次這樣任意的行程測(cè)試。如果都能正常歸零，則尺子應(yīng)該是好的。反之表示讀數(shù)不準(zhǔn)確，得找其它原因。
準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇
數(shù)控機(jī)床配置線性光柵尺是了提高線性坐標(biāo)軸的定值精度、再?gòu)?fù)定位精度，所以光柵尺的準(zhǔn)確度等級(jí)是首先要考慮的，光柵尺準(zhǔn)確度等級(jí)有± 0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們?cè)谠O(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)精度要求來(lái)選擇準(zhǔn)確度等級(jí)，值得注意的是在選用高精度光柵尺要考慮光柵尺的熱性能，它是機(jī)床工作度的關(guān)鍵環(huán)，光柵尺的刻線載體的熱膨脹系數(shù)與機(jī)床光柵尺安裝基體的熱膨節(jié)，即要求柵尺脹系數(shù)相一致，以克服由于溫度引起的熱變形。另外光柵尺大移動(dòng)速度可達(dá)120m/min，目前可*數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)要求；單個(gè)光柵尺大長(zhǎng)對(duì)接的方度為3040mm，如控制線性坐標(biāo)軸大于3040mm 時(shí)可采用光柵尺式達(dá)到所需長(zhǎng)度。
測(cè)量方式的選擇
光柵尺的測(cè)量方式分增量式光柵尺和式光柵尺兩種，所謂增量式光柵尺就是光柵掃描頭通過(guò)讀出到初始點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離而獲得位置信息，為了獲得位置，這個(gè)初始點(diǎn)就要刻到光柵尺的標(biāo)尺上作為參考標(biāo)記，所以機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)必須回參考點(diǎn)才能進(jìn)行位置控制。而式光柵尺以不同寬度、不同問(wèn)距的閃現(xiàn)柵線將位置數(shù)據(jù)以編碼形式直接制作到光柵上，在光柵尺通電的同時(shí)后續(xù)電子設(shè)備即可獲得位置信息，不需要移動(dòng)坐標(biāo)軸找參考點(diǎn)位置，位置值從光柵尺比增量式光柵尺成本高 20％左右，機(jī)床設(shè)刻線上直接獲得。因考慮數(shù)控機(jī)床的性價(jià)比，一般選用增量式光柵尺，既能保證機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度又能降低機(jī)床成本。但是式光柵尺開(kāi)機(jī)后不需回參考點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是增量式光柵尺*的，機(jī)床在停機(jī)或故障斷電后開(kāi)機(jī)可直接從中斷處執(zhí)行加工程序，不但縮短非加工時(shí)間提高生產(chǎn)效率，而且減小零件廢品率。因此在生產(chǎn)節(jié)拍要求嚴(yán)格或由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的自動(dòng)生產(chǎn)線上選用式光柵尺為理想的。
影響光柵尺測(cè)量精度有如下幾個(gè)方面：
A：光學(xué)部分  B：機(jī)械部分  C：電氣部分  D：使用中的安裝與傳輸接收部分，使用后的精度下降，機(jī)械部分自身的偏差。
A、光學(xué)部分對(duì)精度的影響：
海德漢光柵尺玻璃—主要的是母尺精度、每毫米刻線數(shù)、刻線精度、刻線寬度一致性等。
光發(fā)射源—光的平行與一致性、光衰減。
光接收單元—讀取誤差、讀取響應(yīng)。
光學(xué)系統(tǒng)使用后的影響—污染，衰減。
B、機(jī)械部分對(duì)精度的影響：
安裝精度。軸承的精度與結(jié)構(gòu)精度。光學(xué)組建安裝的精度。 例如，就軸承的結(jié)構(gòu)而言，單軸承支撐結(jié)構(gòu)的軸承偏差無(wú)法消除，而且經(jīng)使用后偏差會(huì)更大，而雙軸承結(jié)構(gòu)或多支承結(jié)構(gòu)，可有效降低單個(gè)軸承的偏差。
C、電氣部分對(duì)精度的影響：
電源的穩(wěn)定精度—對(duì)光發(fā)射源與接收單元的影響。讀取響應(yīng)與電氣處理電路帶來(lái)的誤差；電氣噪音影響，取決于光柵尺電氣系統(tǒng)的抗干擾能力；例如，如果電子細(xì)分，也會(huì)帶來(lái)的誤差，按照德國(guó)海德漢提供的介紹，海德漢光柵尺的細(xì)分電氣誤差與正余弦曲線誤差會(huì)有一個(gè)很小的差異。